Galileo Galilei - ki Byk Dnya Sistemi Hakknda

Đki Büyük Dünya Sistemi Hakkında Diyalog – Galileo Galilei
Türkiye Đş Bankası Kültür Yayınları Hasan Âli Yücel Klasikler Dizisi
1. Baskı 2008, 2. Baskı 2009
M. Ali Alpar – Türk Astronomi Derneği Başkanı
Sabancı Üniversitesi öğretim üyesi, Türkiye Bilimler Akademisi üyesi
Đçinde bulunduğumuz 2009 yılı, bilim tarihinin iki önemli
aşamasının yıldönümlerini kutlamaya adanmış özel bir yıl. Bir
yandan Darwin’in doğumunun 200., “Türlerin Kökeni”nin
yayınlanmasının da 150. yıldönümünü 2009 Darwin Yılı olarak
kutluyoruz.
Öte yandan 2009 yılı Birleşmiş Milletler,
Uluslararası Astronomi Birliği IAU (International Astronomical
Union) ve UNESCO tarafından Dünya Astronomi Yılı olarak
belirlendi, ve bütün dünyada çeşitli etkinliklerle kutlanmakta.
Türkiye’de de Türk Astronomi Derneği tarafından koordine
edilen Dünya Astronomi Yılı (DAY 2009) etkinlikleri yoğun
bir ilgi ile karşılandı. Derneğimizin bu yıl için özel olarak
hazırlanan www.astronomi2009.org adlı web sitesinde
ülkemizin birçok yerinde başlamış olan ve yılın geri kalan
kısmı için planlanan etkinliklerle ilgili bilgilere, yurtiçi ve
yurtdışı web bağıntılarına ve kaynaklara ulaşılabilir ve DAY
2009 özel aylık e-bültenine abone olunabilir.
1609 yılında Galileo Galilei ilk kez henüz icat edilmiş olan teleskobu merak saikiyle ve
bilimsel araştırma için gökyüzüne tutmuştu. Bu yıl bu önemli olayın 400. yıldönümünü
Dünya Astronomi Yılı olarak kutluyoruz. 1609da teleskopla gökyüzüne bakan ilk insan olarak
Galileo Galilei’nin gördüğü beklenmedik olgular, Galileo’nun desteklediği Kopernik
Sistemine kuvvetli dolaylı kanıtlar sağlayarak insanların Evren görüşünü ve eski önyargılarını
temelden değiştirdi. Teleskobun daha o tarihlerde Avrupa’da hızla yayılan ve kolayca
ulaşılabilen bir alet olması insanların Galileo’nun gördüklerini kendi gözleri ile görmelerini
sağladı. Bu olay Bilimsel Devrim dediğimiz gelişmelerin en önemli, anlamlı ve etkin
dönemeçlerinden biridir.
Güzel bir tesadüfle DAY 2009 hazırlıklarından habersiz ve bağımsız olarak 2008 yılı içinde
Galileo Galilei’nin “Đki Büyük Dünya Sistemi Hakkında Diyalog” adlı büyük eseri ilk kez,
üstelik Đtalyanca aslından Reşit Aşçıoğlu’nun yaptığı eksiksiz bir çeviri ile, Türkiye Đş
Bankası Kültür Yayınları’nın Hasan Âli Yücel Klasikler Dizisinde yayınlandı. Kitap üç kişi
arasında doğadaki hareket yasaları, gökcisimlerinin hareketlerinin izahı, Güneş merkezli
Kopernik sistemini eleştiren ve savunan görüşler, gel-git olayları gibi konuları kapsayan
konuşmalardan oluşuyor. Kişilerden Salviati, Galileo’yu temsil eden, onun görüşlerini dile
getiren karakter. En akıllıca konuşan, en inanılır kanıtları sunan kişi o. Karşısında Aristo
okulunun skolastik temsilcisi, o çağlarda kendilerine verdikleri sıfatla peripatetikçilerden,
yani sohbet ederek gezinenlerden Simplicio var. Đsminin çağrıştırdığı gibi, biraz saf bir
karakter bu Simplicio. Aristocu görüşleri savunuyor, tartışmalarda hep kaybeden taraf oluyor,
kendisi ile dalga da geçiliyor. Öte yandan Simplicio içtenlikle anlamak ve tartışmak istiyor.
Kendi savlarını yetersiz olduğuna ikna olabiliyor. Son çözümde Kopernik sistemi lehine
doğada gözlenen kanıtların neler olduğunu görmek istiyor. Bu önemli, çünkü Galileo’nun
muhalifleri adına bağnaz, tartışmaya girmeden yeni görüşleri reddeden bir yaklaşım değil,
kanıt talep eden tip çiziliyor. Bu kişi gözlemden gelen kanıtlar, ya da gözlemin eski
önyargılardan farklı, doğru yorumları karşısında ikna olabiliyor. Tarihi olarak da Galileo’ya
karşı çıkanlar ve hatta onu yargılayan kilise önderleri arasında, bağnazlık ve entrika ile
hareket edenler olduğu gibi, açıklıkla yaklaşıp kanıt talep edenler de vardı. Bilimin yaklaşımı
da son çözümde doğadan öğrenmek ve deneysel kanıtlar üzerine bilgi inşa etmek olduğuna
göre, Galileo da dialoglarındaki muhatabını elbette doğa üzerinde tartışmaya ve ikna olmaya
açık, kendi kanıt ve taleplerini tartışmaya getirebilen bir kişi olarak çizmiş. Üçüncü karakter
olan Sagredo ise her iki tarafa sorduğu sorularla konuşmaları yönlendirir. Salviati’nin
savlarını açmasını, Simplicio’nun da giderek geri çekilmesini, çoğu kez başlangıçta
savunduğu görüşlerin tutarsızlığını görerek yeni görüşlere açılmasını sağlar: Sagredo akıllı ve
akıldan, yani Salviati-Galileo’dan yana bir hakemdir.
Bu uzun metnin öne çıkan özelliği incelikli tartışmaların
sürükleyici bir edebî üslûpla, yer yer de Galileo’nun keskin
zekasından kaynaklanan mizah ile verilmiş olması. Galileo
sözünü sakınmamış. Sansür öncesinde ve sonrasında belki
korunmak için dialoglar şeklinde yazmış, hani ‘ben demedim,
Salviati dedi bunları’ gibisinden. Ama burada Galileo’nun sözü
hiç de o kadar örtülü değil. Rakiplerini kanıtlı ve mantıklı
tartışmaları kadar alaycılığı ile de kızdırmış. Halâ kilisenin
apolojistleri Galileo’nun başını belaya sokanın aslında sivri
dili, diplomatça davranmaması, kendisine verilen taviz
imkanlarını değerlendirmemesi olduğunu öne sürüyorlar!
Sonunda, mahkeme safhasında taviz vermiş Galileo - ya ne
yapsaydı? Galileo’yu ancak doğanın doğrulayabileceği ya da
yanlışlayabileceği, (şimdiye kadar da iyice doğrulanmış olan)
bilimsel fikirleri için sansür altında tutan geleneğin içinden
günümüzde de “dedikleri doğruydu ama o da pek huysuzdu
daha iyi anlatsaydı” diyenler çıkıyor. Bu söyleme en iyi cevap
Galileo’nun diyaloglarının içerik ve üslûp olarak halâ çok rahat okunuyor olması. Gününde bu
diyaloglar Avrupa’da hızla yayılmış, çok okunmuş ve tartışılmış. Hemen de etkili olmuş.
Galileo 1609 yılında gökyüzüne doğrulttuğu teleskopla Kopernik sisteminin çok inandırıcı
dolaylı kanıtlarını sunmuş. Teleskobun hızla yayılması ve herkesin Galileo’nun gördüklerini
kendi gözleriyle görmesi de diyaloglarda sunulan yeni doğa ve hareket yasalarının kabulünü
elbette desteklemiş. Türkçe çevirinin temizliği, çetrefil pasajların incelikle, çevirenin
notlarıyla sunulması ve diyalogların atışmalı kısımlarında çevirmenin herhalde Đtalyanca
aslına denk gelecek şekilde seçtiği günlük Türkçe, dilimizde de metni son derece okunabilir
kılıyor.
Buna karşılık bu uzun bir kitap. Đlgi ve rahatlıkla okunsa da baştan sona okumaya girişen
günümüzün okuru yer yer sabırsızlanacaktır. Çünkü Galileo bizim artık alışkın olduğumuz,
matematik diliyle kolayca bir tek cümle ile anlatabildiğimiz, lise öğrencilerinin bildiği
formüllerle ifade edilen olayları en başından başlayarak sayfalar boyunca ince ince kuruyor.
Bunu yapmak zorunda, çünkü doğada gördüğü olayları anlatmak için gereken matematik dili
(sonunda Newton ve Leibniz’in kuracağı türev ve integral hesabı) ortada yok. Ayrıca hareket
konusunda yanlış varsayımları da dikkatle aşmak lazım. Mesela eğik bir düzlemden kayan bir
cismin gittiği mesafenin ( D) geçen zaman süresi t’nin karesi ile orantılı olarak büyüdüğünü
biz şimdi D = ½ a t2 diye söyleyiveriyoruz, burada a hareketin ivmesi, yani hızın zamanla
değişimi. Oysa Galileo konuyu anlatmaya önce hareketin sürekli değişmekte olduğuna
okuyucuyu ikna etmeye çalışarak başlıyor: ilk başta duran bir nesne bir süre sonra belli bir
hızla gitmekte, demek aradaki zaman zarfında sıfırdan başlayarak giderek artan farklı hız
değerlerine sahipti vs diye giden bir tartışma sayfalarca sürebiliyor.
Çeviren Reşit Aşçıoğlu’nun Önsöz’ünde yaptığı iki alıntıyı aktarayım:
1610’da Venedik’te Đngiliz elçisi olan Henry Wootton’un Kral I. James’a yazdığı mektuptan:
“-Saygıdeğer Kral Hazretleri, Galileo isimli astronom Ay’ın dağlık taşlık bir yer olduğunu
söylüyor.
- Ne, hani kristal bir küreydi Ay?”
O zamana kadar gökcisimlerinin mükemmel küreler olması gerektiği, çünkü gökkürenin ilâhi
bir âlem olduğu görüşü yaygındı. Galileo ilk kez teleskopla ayın eciş bücüş yüzeyini görüp
gösterdi insanlara. Bu yüzden 2-5 Nisan 2009 tarihleri arasında “100 Saat Astronomi”
etkinliği içinde bütün Dünya’da ve Türkiye’de insanlar Galileo’nunkine benzeyen küçük
teleskoplarla Ay’a ve Satürn’e bakacaklar.
Đkinci alıntı 1954 Nobel Fizik Ödülü sahibi, Kuantum Mekaniğinin kurucularından Max
Born’dan: “Deneysel ve kuramsal araştırmada bilimin tutumu ve metodu, Galileo’dan bu yana
hep ayni kalmıştır ve öyle kalmaya da devam edecektir.” Kısacası, Galileo hem deneysel hem
de kuramsal alanda, diyaloglarında da görüleceği gibi, bilimsel yöntemin ilk bilinçli
uygulayıcısıdır. Max Born’un sözleri ayrıca Modern Fiziğin bilimsel yöntemin dışında bir
alan olduğunu sananlara da hitabediyor. Bilim bütün şaşırtıcılığına, mesela kuantum
mekaniğinin günlük dünyamızın çok ötesindeki tuhaf yapısına karşın Galileo’nun yönteminin
dışına çıkmış değil. Aşçıoğlu önsözünün sonunda kitabı okurlara “aklın şiiri olarak” sunuyor.
Galileo da Diyaloglarını Toscana Dükü Ferdinando
de Medici’ye ithaf ettikten sonra “Eğriyi Doğruyu
Ayıran Okura” başlığıyla kitabına giriş yapıyor.
Galileo’nun mahkeme süreciyle ve kendi konumu
ile ilgili açıklamalarının da olduğu bu girişi meraklı
okurlara bırakıyorum. Diyaloglar dört gün boyunca
sürüyor. Kitabı okurken ardı ardına birçok etkileyici
tartışmayla karşılıyorsunuz. Birinci gün, hareket,
düz çizgi ve daire üzerindeki hareketler, düşme,
eğik düzlem, ivme (hızın değişmesi) gibi ilk kez
Galileo’nun deneyleriyle açığa çıkardığı temel fizik
konuları konuşuluyor. Bir de gökcisimleri ile
yeryüzündeki
nesnelerin
birbirinden
farklı
olduğunu, gökcisimlerinin mükemmel, ayna gibi
küreler olduğunu sorguluyor Galileo; Salviati’nin
ağzından teleskopla yapılan yeni gözlemlerin
mesela Ay’ın yüzeyinin nasıl dağları ve çukurlarla dolu olduğunu, mükemmel bir küre
olmadığını öğreniyoruz.
Đkinci gün, göreli hareket, gezegenlerin ve gökkürenin görünürdeki yıllık ve günlük
dönmelerinin açıklanması tartışmalarına giriliyor. Salviati, Batlamyus sistemine karşı
Kopernik sistemini ayrıntılı şekilde savunuyor. Bilimsel yöntem üzerine konuşuyor:
“Peki, Aristoteles’e gökyüzünde keşfedilen yenilikler anlatılmış olsaydı, onun fikir
değiştireceğinden ve deneye dayalı akıl ürünlerine itibar göstereceğinden şüphe mi
duyuyorsunuz?”(s.149) . “…. ters bir tek deney ya da ikna edici bir kanıt bile ….
yüz bin tane muhtemel iddiayı yere sermeye yeterli olacağından…” (s.167).
Newton’un 1. Yasasını, yani üzerinde hiçbir etki olmayan bir cismin hızını değiştirmeden
ayni düz çizgi üzerinde hareketini sürdüreceğini soru-cevap yöntemiyle Simplicio’ya
söyletiyor (s.203). Kütle ve atalet (eylemsizlik) kavramlarını da akıllıca kullanıyor, ya da
Occam’in bıçağı ile Doğa’nın daha kolay ve basit açıklamasını yeğliyor:
“…yıldızlı kürenin dev cüssesi karşısında Yerküre’nin göreceli minikliğini göz önünde
tutarak …. Yıldızlı kürenin bir gün ve bir gece içine tam bir tur tamamlamak için hareketinin
ne denli hız gerektirdiğini hesaba katarsak, doğrusu ya, dönenin o büyük küre ve dönmeyenin
de Yerküre olduğuna beni inandıracak akıllı bir insan bulunacağını sanmam.”(s. 156).
Üçüncü gün, 1572 de Tycho Brahe ve 1604 de Kepler’in gözledikleri “Yeni Yıldızlar” ın
(bugünkü tabirimizle süpernovalar) . Eski görüşe göre yıldızların üzerinde bulunduğu gökküre
(“yıldızlı küre”) mükemmeldi ve hiç değişmezdi. Öyleyse bu yeni peyda olan parlak cisimler
Ay’ın altında, yani Ay’dan daha yakın, yeryüzünün değişken, süflî doğasına ait cisimler
olmalıydı. Salviati diyor ki, eğer yeni yıldızlar bize Ay’dan yakın iseler, tıpkı Ay gibi,
Dünyanın farklı yerlerinden ayni saatte bakıldığında farklı konumlarda gözükürlerdi. Sonra
yeni yıldızların farklı yerlerdeki gözlemciler tarafından alınan konumlarını karşılaştırıyor,
hata payları içinde yeni yıldızın her yerden ayni konumda gözüktüğü demek ki Ay’dan çok
daha uzak olduğunu gösteriyor. Böylece hem gökkürenin hiç de değişmez olmadığını, hem de
aslında yıldızların sanıldığından çok çok daha uzak olduğunu göstermiş oluyor. (s. 390-432).
Bu tartışmalarda Salviati, Tycho Brahe’nin gözlemlerini kullanıyor. Öte yandan
Galileo,Tycho Brahe’yi Batlamyus modelinden kopamadığı için eleştirmiştir (Đlk Gün, s.6466, dipnotlar). Yıldızların sanıldığından çok daha uzak olması, Kopernik’e ve Galileo’ya
sorulan haklı bir soruya da cevap veriyor: Dünya Güneş etrafında hareket ediyorsa, 6 ay
aralıkla gökyüzüne baktığımızda, farklı yerlerden baktığımız için yıldızların konumlarında
kayma (“paralaks”) görmeliyiz. Şimdi Galileo Salviati’ni ağzından bunun niye
görülmediğinin açıklamasını yapabiliyor: en yakın yıldızlar bile o kadar uzaktalar ki,
paralaksın ölçülmesi için o çağdaki ilk teleskoplardan çok daha duyarlı teleskoplar gerekir (s.
532). Nitekim paralaks ancak 1838 de Friedrich Bessel tarafından ölçülebildi.
Üçüncü Gün’ün devamında Salviati Kopernik sistemi lehine Galileo’nun teleskop
gözlemlerinin getirdiği kanıtları ele alıyor. Venüs’ün teleskopla seçilebilen değişen hilal
biçimi evrelerinin ancak Venüs’ün ve Dünya’nın Güneş etrafında dönmesiyle
açıklanabileceğini, bu gözlemlerin Batlamyus modeline ters olduğunu anlatıyor (s. 468).
Galileo’nun teleskobuyla Jüpiter’in etrafında keşfettiği 4 uydu da anlatılıyor (s.469) - demek
ki her şey de Dünya’nın etrafında dönmüyormuş. Jüpiter’in hareketine uydularının da eşlik
ettiği görülüyor. Bu da Dünya’nın hareketine yapılan itirazı, yani ‘Dünya Güneş etrafında
hareket ediyor olsa idi Ay geride kalırdı’ itirazını boşa çıkarıyor. Galileo sabit hızla düz çizgi
üzerinde hareket dışındaki hareketlerin bir etkileşme gerektirdiğini biliyordu. Elli küsur yıl
sonra Newton, gezegenlerin hareketiyle ilgili Kepler Yasalarını kullanarak evrensel kütle
çekiminin tam niteliğini, çekim kuvvetinin birbirini çeken cisimler arasındaki uzaklığın
karesine ters orantılı olduğunu bulacaktı (Principia, 1687).
Galileo’nun çağdaşı Kepler, Tycho Brahe’nin uzun yıllar boyunca yaptığı teleskop öncesi
dönemin en hassas ölçümlerinin kullanarak gezegenlerin Güneş etrafındaki hareketlerinin
genel yasalarını bulmuştu:
1. Gezegenler Güneş’in etrafında elips şeklinde yörüngeler izlerler, Güneş bu elipsin
odaklarından birindedir.
2. Güneşten gezegene uzanan eşit zaman aralıklarında eşit alanlar tarar – başka şekilde
söylersek, bir gezegen Güneş’e en yakınken en hızlı en uzakken en yavaş hareket eder.
3. Gezegenlerin yörüngelerini tamamlama sürelerinin (periyodlarının) karesi, yörüngenin
büyük ekseninin kübüne orantılıdır.
Kepler ilk iki yasayı ilk kez Galileo’nun teleskobu bulduğu 1609 yılında “Astronomia Nova”
kitabında yayınlamıştı – bu yıl Kepler’in büyük katkısının da 400. Yılı. Üçüncü yasa 1619 da
Kepler’in “Harmonices Mundi” kitabında yayımlanmış.
Kepler böylece Tycho Brahe’nin çok titiz gözlemlerinin iyi bir matematiksel analizi ile
gezegenlerin gözlenen hareketlerini nihayet kesin biçimiyle belirlemiş ve böylece Newton’un
evrensel kütleçekimi yasasının yolunu açmıştı. Kepler yazdıklarının ve yaptıklarının
bütünüyle değerlendirildiğinde modern anlamıyla bir bilim adamı değildi. Gezegen yasaları
ile sadece gözlemlerden çıkarak Kopernik sisteminin doğru ifadesini getirmişti, Güneş’i
elipsin odağına koymakla da hareketlerin geometri ile değil fiziksel bir çekimle belirlendiğini
biliyordu. Öte yandan evrenle ilgili geometrinin yorumuna dayanan mistik inançlara da
sahipti; o zamanlar bilinen 5 gezegenin yörüngelerinin geometrideki 5 düzgün cisimle, hatta
müzikte armonilerle ilişkilendiriyordu. Galileo ile Kepler arasında bu noktada tam bir ayrım
var. Galileo doğa ile ilgili tüm söylemini sadece gözlemler ve deneyler ve bunlara
bağlanabilen mantık çıkarımları üzerine kurmuştu. Evrene önce genel hareket yasalarını
bulmaya çalışarak yaklaşmıştı. Galileo temel hareket yasalarını kurmakta en önemli adımları
attı. Bunun üzerine tamamen bilimsel yöntem içinde kalarak bütün sistemini inşa etti.
Gezegenlerin hareketinin tam olarak belirlenmesi ise bu konudaki en iyi gözlemler üzerinde
yıllarca çalışan Kepler’in başarısı oldu.
Galileo ve Kepler birbirlerinden haberdardılar. Genel olarak birbirlerinin yaptıklarını değerli
buluyorlardı; eleştirecekleri konularda da belki saygı dolayısıyla çok söz etmemiş
görünüyorlar. Galileo, Tycho ve Kepler üzerine s.65-66 dipnotları özet olarak fikir veriyor.
Diyaloglarda Kepler yasalarından pek doğrudan söz edilmiyor. Üçüncü yasa Jüpiter’in
uyduları (Galileo’nun patronuna izafeten verdiği isimle Medici uyduları) bağlamında s.
161deki tartışmaya yansıyor, ama bu sayfadaki dipnotta da belirtildiği gibi Galileo açık
ifadesiyle Üçüncü Yasadan ve Kepler’den söz etmiyor. Hemen arkasından 162. sayfada
Galileo yasanın evrenin tümüne çok akıllıca bir uygulamasını yapıyor: madem ki gök
cisimlerinin yörüngede dönme zamanları uzaklıkları ile artıyor, en uzakta olduğu söylenen
yıldızlı gökküre nasıl olur da hepsinde daha bir kısa bir sürede, 24 saatte bir dönmesini
tamamlar? Bu durum gökkürenin değil de Dünyanın dönmekte olduğunu göstermiyor mu?
Dördüncü Gün daha çok okyanuslardaki gel-git olaylarının şimdi yanlış olduğunu bildiğimiz
açıklamalarıyla geçiyor. Simplicio’nun itirazları bu kez haklı. Bu arada Sagredo’nun ağzından
da Galileo’nun kendi gel-git açıklamalarına karşı duyduğu kuşkular dile geliyor.
Üçüncü Gün’den modern kozmolojiye pek uygun bir alıntı ile bitirelim: Salviati- Galileo ile
Simplicio arasında diyalog:
“-Simplicio: Merkez olarak ben, Evren’in merkezi, Dünya’nın merkezi, yıldızlı kürenin
merkezi, gökyüzünün merkezi diye düşünüyorum.
- Salviati: Ben çok haklı olarak sizi bir tartışma içine çekebilirim doğada böyle bir merkez var
mı diye; çünkü ne siz ne de başkaları Evren’in sınırlarının bitimli ve belirli şekilli mi ya da
sonsuz ve sınırsız mı olduğunu kanıtlamış değildir;…” Günümüzde gözlemlerden yola
çıkarak Evren’in bir merkezi olmadığını biliyoruz. Galileo’nun bilimsel yöntemi uyarınca
artık Evren’in tümü ile ilgili gözlemler yapılıyor. Ne öğreniyorsak Doğa’yı gözleyerek
öğreniyoruz ve en son öğrendiklerimizle yine, yeniden Evren’le ilgili yeni sorular açılıyor:
Evren’in çoğu henüz ne olduğunu bilmediğimiz karanlık madde ve karanlık enerjiden
oluşuyor gibi.